钢-混组合桥塔结合段承载性能模型试验研究

摘要

为了揭示钢-混组合塔结合段承载性能及传力机理,在分析前承压板式、后承压板式和插入式结合段受力的基础上,结合肇庆市阅江大桥钢-混组合桥塔结合段构造,建立了后承压板式有限元模型。根据模型计算结果,后承压板式结合段剪力钉竖向剪力从上往下呈现出逐渐增加的趋势,距离承压板越远,剪力钉承受的剪力越大,在结合段底部达到峰值,承压板传递的轴力占总轴力的比例为68%,其余轴力通过剪力钉传递,传力效果较好。并对后承压板式结合段进行了1∶4缩尺模型试验,测试了结构变形和应力分布。有限元和试验结果表明:结合段的连接件剪力分布规律取决于结合段类型以及承压板的位置,后承压板式结合段具有较高的承载能力和传力流畅性;加载至约为2倍设计荷载,模型试件仍然表现为较强线性行为;结合段钢结构应力从上至下逐渐减小,混凝土应力逐渐增加,整个加载过程中钢-混凝土最大滑移量不超过0.1 mm,传力可靠性高,具有较好的应用前景。针对承压板下部分混凝土应力水平稍高的试验结果,实际设计钢混结合段内混凝土C60采用钢纤维混凝土,改善了结构抗压能力。同时为改善钢混结合段承压板和壁板转角合围处混凝土存在应力集中现象,施工时采用试拌试验、压浆等方式保证了钢材和混凝土之间的密实度,达到了良好的使用效果。